Dans un contexte où la méthanisation prend une place de plus en plus importante parmi les solutions de production d’énergie renouvelable, la question de la valorisation des digestats – co-produit de ce procédé biologique – devient un enjeu crucial. En effet, ces digestats, bien que riches en élements nutritifs, peuvent engendrer des contraintes environnementales et économiques importantes : coûts de transport, émissions de gaz à effet de serre, risques de lessivage des nutriments, etc…
C’est dans ce cadre qu’est né le projet PYRAMID, financé par le Carnot MICA et coordonné par l’APESA, en partenariat avec RITTMO et IS2M. L’objectif de PYRAMID ? Concevoir un schéma de bioraffinerie innovant, alliant des procédés thermochimiques (pyrolyse) et biologiques (méthanisation, culture de microalgues, etc.) pour transformer les digestats en ressources valorisables pour l’agriculture.
Zéolites et microalgues : un duo gagnant pour une valorisation des digestats et une fertilisation durable
L’un des principaux freins à la valorisation des digestats est leur teneur élevée en ammonium, qui crée un environnement toxique pour la culture des microalgues. Or, ces micro-organismes sont particulièrement intéressants car ils peuvent capter les éléments nutritifs présents dans les digestats pour produire une biomasse valorisable en fertilisants, biostimulants ou amendements.
Pour lever ce frein, les chercheurs ont utilisé la zéolite, un minéral naturel capable de capter l’ammonium et d’autres molécules récalcitrantes. Ce prétraitement rend le digestat compatible avec la culture de microalgues, favorisant ainsi leur croissance et leur valorisation agronomique tout en limitant l’utilisation excessive d’eau, généralement utilisée pour réduire la toxicité des digestats. Mais ce n’est pas tout : une fois saturée en azote, la zéolite devient un engrais naturel aussi efficace que l’urée, sans les inconvénients environnementaux liés aux engrais minéraux. Les premiers essais agronomiques confirment son intérêt avec une restitution efficace des nutriments aux plantes et une réduction des pertes par volatilisation.
Fort de ces résultats, les équipes de recherche ont conçu un pilote capable de traiter plus de 200 litres de digestats, adaptable à d’autres types d’adsorbants (argiles, charbons actifs,etc.) et d’effluents liquides provenant de différents secteurs d’activités. Une avancée qui ouvre la voie à de nouvelles expérimentations et à des collaborations potentielles avec d’autres partenaires et entreprises.
Une dynamique de recherche qui se poursuit
PYRAMID illustre la force du Carnot MICA : en réunissant expertises et compétences de ses structures (RITTMO, APESA et IS2M) afin de répondre à une problématique industrielle concrète.
Pour aller plus loin, l’APESA poursuit une partie des travaux avec le projet ZEODIG, récemment retenu dans le cadre de l’appel à projets 2024 de GRDF. Ce nouveau programme vise notamment à :
- Optimiser le procédé de traitement à l’échelle pilote ;
- Tester les performances agronomiques de la zéolite enrichie en nutriments ;
- Étudier la faisabilité économique de cette solution ;
- Réaliser une analyse de cycle de vie (ACV) complète pour comparer différents scénarios de valorisation.
Autant d’étapes clés pour confirmer la viabilité environnementale, technique et économique de cette voie de valorisation, et poser les bases d’un futur déploiement à plus grande échelle.
Contact APESA : Jean-Baptiste BEIGBEDER – Chef de projets R&D pôle valorisation –
